文章来源：南昌工程学院 吴晔 供稿（部分图片、文字资料来源于网络）目前常用的船体材料有金属材料和非金属材料两种。金属材料包括钢材、铝合金、钛合金等；非金属材料有木材、复合材料等。木材是最古老的船体材料之一，具有重量轻，力学性能好等特点，但是容易腐朽、虫蛀、着火，由于其结构性，也不适用于制作目前的大型船只，只在小型船只的船身材料上使用。
图1 木船
对舰船的轻量化及合金材料再生利用的要求，使铝合金在实际应用中得到进一步的发展。铝合金由于具有密度小、比强度大以及无磁性、高导电性和导热性等特点 , 目前铝合金已经大量用于中小型客船、游艇、快艇、高速导弹艇、巡逻艇、驱护舰（例如部分军舰的上层建筑）等船上。
图2 铝合金船只
金属钛在工程材料领域使用仅有 50 多年的历史，但因为其具有无与伦比的特殊性能迅速在各行各业得到了应用。钛合金之所以被称为“海洋金属”，是因为其具有舰船材料所要求的耐蚀性、耐久性、牢固性、可靠性、稳定性及各种特殊性能。但是由于钛合金价格比较昂贵，不能大幅度替代铝合金及钢材，只在特殊的船只结构和部件中使用。复合材料上世纪 40 年代中，美国海军首次将复合材料用于船舶建造，从此掀起了船舶建造新的篇章，全世界各国相继开始研制各种各样的复合材料船舶。复合材料在快艇、游艇、赛艇以及诸如拖网渔船等小型商业渔船上的使用逐渐得到了普遍认可。近年来，先进复合材料和轻量化结构技术已发展成为减轻船体重量的关键技术。复合材料作为新型功能结构材料，具有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能好、耐疲劳、耐蠕变性能、耐化学腐蚀、耐磨性能好、热膨胀系数低、以及 X 射线透过性好等特点，备受造船界的重视，尤其是在制造高质量的船体结构方面有着巨大的优势。由于工艺无焊接、无铆接，大幅度实现了船只的整体轻量化，使船只能够轻易获得较高航速。用于船体的复合材料主要有碳纤维，芳纶纤维和玻璃纤维。复合材料船体的典型结构形式主要有五种 : 单板加肋结构、夹层结构、硬壳式结构、波形结构及其混杂结构。
图3 复合材料船只
从小型快艇开始，复合材料在船舶上的应用大概经历3 个阶段。第一阶段，主要在扫雷艇等小型船舶上使用，性能要求低，可整体成型。第二阶段，在大、中型船舶上得到部分使用，但使用理念仍局限于传统的船体设计，复合材料在船上只是起到减轻质量、提高部件耐腐蚀能力等辅助作用。第三阶段，船舶在设计之初充分考虑使用中所面临的多种复杂情况，使用复合材料作为主船体材料，实现其他材料无法实现或难以实现的功效。目前，船用复合材料已经突破了第二阶段，向第三阶段发展。更多复合材料在船舶行业中的应用，可前往今年11月28日-30日，第四届中国国际复合材料科技大会（4TH CHINA INTERNATIONAL CONGRESS ON COMPOSITE MATERIALS, CCCM-4），将设有52个学术+产业专题交流分会场，敬请关注！
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